Page 11 - IFM_201401

Inżynier i Fizyk Medyczny 1/2014 vol. 3

9

artykuł

/

article

ultrasonografia

/

ultrasonography

wykorzystywało jedynie sprężyste falepodłużne, przyjmując, żemo-

duł ścinania

m

w tkankach jest równy zeru, a więc pomijając całkowi-

cie fale ścinania. W rezultacie moduł Younga

E

był pomijany. Moduły

sprężystości dla fal podłużnych są znacznie mniejsze, do 6 rzędów

wielkości, od modułów ścinania w tych samych tkankach. Pomimo

tegomożliwie jest generowanieniewielkich fal poprzecznych, wpro-

wadzając do tkanek ultradźwięki o większych natężeniach wywołu-

jących znaczne siły promieniowania. Nowe techniki transmisji i od-

bioru fal ultradźwiękowych, wykorzystujące apertury syntetyczne

pozwalają obecnie obrazować narządy z bardzo dużą szybkością,

kilkunastu tysięcy obrazów na sekundę. Dzięki temu możliwe jest

śledzenie prędkości przemieszczania się niewielkich energetycznie

fal ścinania i wyznaczaniemodułu Younga w tkankachmiękkich.

Wśród tematyki na styku ultrasonografii, instrumentacji kli-

nicznej i informatyki w Zakładzie Ultradźwięków rozwijamy

szczególnie następujące tematy:

•

Ultradźwiękowa diagnostyka kości –

w ramach badań wyzna-

czane są takie parametry kości, jak współczynnik opisujący

zależność tłumienia od częstotliwości i prędkość dźwięku.

Jednocześnie prowadzone są intensywnie badania nad

wykorzystaniem informacji zawartej w fali rozproszonej

w kości gąbczastej i zjawisku dyspersji prędkości fali w kości.

Wielkości te zależą od mikroarchitektury kości gąbczastej

i są związane z procesem osteoporozy,

•

Ultrasonografia o zwiększonym zakresie penetracji wykorzystu-

jąca transmisje kodowane ze specyficzną sygnaturą oraz aper-

tury syntetyczne,

•

Akustyka nieliniowa i obrazowanie harmoniczne

– oparta na

wykorzystaniu wyższych harmonicznych powstających

samoistnie na skutek nieliniowej propagacji impulsów

ultradźwiękowych o wystarczająco dużych amplitudach –

pozwalające polepszyć jakość uzyskiwanych ultrasonogra-

mów, zwiększyć ich kontrast oraz zmniejszyć artefakty,

•

Przezskórny pomiar hematokrytu

przy wykorzystaniu dopple-

rowskiej techniki impulsowej i badaniu tłumienia fal w prze-

kroju poprzecznym naczyń krwionośnych,

•

Ultrasonografia wielkiej częstotliwości do badań zmian w skó-

rze

– z rozdzielczością około kilkudziesięciu mikrometrów

dzięki zastosowaniu wiązek skanujących o częstotliwo-

ściach powyżej 30 MHz i nowych przetworników piezoelek-

trycznych typu

thick films

o szerokim paśmie przenoszenia.

Kilka lat temu rozszerzyliśmy pole badań o aktywne

ultradźwięki. Zjawisko sonoporacji polega na chwilowej „mo-

dulacji” porowatości błony komórkowej zwiększającej wychwy-

tywanie przez komórkę cząsteczek o małej i dużej masie czą-

steczkowej. Dużo uwagi poświęca się obecnie również ekspresji

genów i zjawisku transfekcji, a więc wprowadzaniu obcego DNA

lub RNA do komórki. Efekty kawitacyjne mogą wspomagać przy-

swajanie leków dzięki bezpośredniemu generowaniu w tkan-

kach mikropęcherzyków lub lokalnemu niszczeniu mikropęche-

rzyków wypełnionych lekiem.

Efekty termiczne są wykorzystywane w różny sposób. Nie-

wielkie podwyższenie temperatury powyżej 37ºC wpływa na

lokalną perfuzję krwi. Lokalna hipertermia w granicach nieprze-

kraczających 48ºC spowalnia podział komórek. Szybkie, kilkuse-

kundowe podniesienie temperatury powyżej 50-56ºC prowadzi

do śmierci komórki. Ultradźwięki generujące tak znaczny wzrost

temperatury nazywane są ogniskowanymi ultradźwiękami o du-

żych natężeniach HIFU (

High Intensity Focused Ultrasound

).

Ultrasonografia i badania dotyczące jej rozwoju wynikają z za-

potrzebowania na coraz lepszą, szybszą i powszechnie dostęp-

ną metodę diagnostyki wielu chorób. Jednak nawet najlepszy

sprzęt i algorytmy badawcze nie są w stanie zastąpić edukacji

lekarzy wykorzystujących najnowsze osiągnięcia technologii

medycznych. Ultrasonografia dotyczy wszystkich specjalności

medycznych. W Polsce, według szacunków przeprowadzonych

przez Polskie Towarzystwo Ultrasonograficzne, około 8-10%

lekarzy (ponad 10 tysięcy) wszystkich specjalności wykonuje

badania ultrasonograficzne. Rocznie przeprowadza się ich kilka-

naście milionów. Od pewnego czasu obserwuje się rozwój ultra-

sonografii weterynaryjnej. Ponad 500 lekarzy tej weterynarii co-

dziennie przeprowadza badania małych i dużych zwierząt oraz

prowadzi systematyczną kontrolę ultrasonograficzną w hodow-

lach zarodowych. Polskie Towarzystwo Ultrasonograficzne pro-

wadzi ustawiczną edukację ultrasonograficzną na terenie Polski.

Ponad 1500 lekarzy posiada aktualne certyfikaty potwierdzają-

ce umiejętność wykonywania badań USG, 250 pracowni otrzy-

mało certyfikat PTU, a w szkoleniach powadzonych przez PTU

wzięło udział ponad 20 000 lekarzy.

reklama

Page 11 - IFM_201401_v9 150